Amendments suggested for zoo medical research strategies with focus on the D-A-CH region

Abstract

Objective Scientific exploration of zoo animals is one of the main missions of modern zoos. As scientific achievements are best reflected within scientific literature, we screened appropriate literature search outcomes from the 5 highest ranked zoos in the D-A-CH region (Germany-Austria-Switzerland) in order to deduce suggestions for optimizations of future research strategies.

Material and methods Literature search was done by entering ”Zoo Vienna”, “Tiergarten Schönbrunn”, “Zoo Berlin”, “Tiergarten Berlin”, “Tierpark Hellabrunn”, “Tierpark Hagenbeck”, and “Zoo Zurich” on PubMed and Scopus for the period 2000–2020. These 5 European zoos were chosen due to their broad public recognition and international importance. Inclusion criterion for the literature list was the description/mentioning of analysed animals or samples with a clear affiliation to the respective zoo in the materials and methods or acknowledgements sections. Search hits were then allocated to the following 7 areas: animal nutrition, biology, ethology, infectiology, reproduction, phylogenetics, and clinical medicine. Also, portions of higher animal taxa (and species, if appropriate) were recorded.

Results and conclusions A total of 142 papers has been published. Mammals, especially large ones, were clearly over-represented in literature with 2 thirds of analysed papers dealing with them. Sauropsids (birds and reptiles) were treated in 28 % and non-amniotic vertebrates (amphibians and fish) as well as invertebrates in only 3 % each. This apportionment is in no relation to the species numbers of the respective higher animal taxa. The predominating research areas (covered by approximately 75 % of papers) were ethological studies, followed by papers on infectious diseases, and finally papers on biology with morphological, physiological, and molecular biological themes. Research on reproductive biology/medicine, which is considered to be of tremendous importance for the establishment of ex-situ populations and thus for the conservation of endangered species, has been covered by only 6 % of papers. Future research should more intensely keep an eye on that discipline, especially in non-mammalian vertebrates.

Zusammenfassung

Gegenstand und Ziel Die wissenschaftliche Untersuchung von Zootieren ist eine der Hauptaufgaben moderner, wissenschaftlich geführter Tiergärten. Da sich wissenschaftlicher Fortschritt am ehesten in der wissenschaftlichen Literatur widerspiegelt, führten wir eine entsprechende kritische Literaturrecherche durch, um in weiterer Folge Optimierungsvorschläge für zukünftige Forschungsstrategien am Gebiet der Zooveterinärmedizin zu erarbeiten.

Material und Methoden Für die Literatursuche wurden die Begriffe ”Zoo Vienna”, ”Tiergarten Schönbrunn”, ”Zoo Berlin”, ”Tiergarten Berlin”, “Tierpark Hellabrunn“, “Tierpark Hagenbeck“ und ”Zoo Zurich” in den Datenbanken PubMed und Scopus für den Zeitraum 2000–2020 eingegeben. Diese fünf europäischen Zoos wurden aufgrund ihrer großen internationalen Bedeutung und ihres hohen Bekanntheitsgrades ausgewählt. Einschlusskriterium für die Literaturliste war die Beschreibung oder Nennung der untersuchten Tiere bzw. Proben mit eindeutiger Zugehörigkeit zum gesuchten Zoo in den Abschnitten zu Material und Methode oder in der Danksagung. In der folgenden deskriptiv-statistischen Auswertung der Arbeiten wurde untersucht, wie die höheren Tiertaxa und die behandelten Fachgebiete (Tierernährung, Biologie, Ethologie, Infektiologie, Reproduktionsbiologie/-medizin, Phylogenetik, klinische Medizin) prozentuell in den Publikationen abgebildet waren.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen Die Suche ergab insgesamt 142 Publikationen. Bezogen auf die behandelten Taxa waren die Säugetiere – und hier v. a. Großsäuger – mit 2 Drittel der Arbeiten überrepräsentiert. Sauropsiden (Reptilien und Vögel) wurden in 28 % und nichtamniotische Vertebraten (Amphibien und Fische) sowie Wirbellose in jeweils nur 3 % der Arbeiten behandelt. Diese Verteilung steht in keiner Relation zur Anzahl der Arten in den jeweiligen höheren Taxa. Die meistuntersuchten Thematiken ließen sich mit 75 % der Arbeiten den Disziplinen der Ethologie, der Infektiologie und verschiedenen zoologischen Disziplinen aus Anatomie, Physiologie und Molekulargenetik (zusammengefasst im Fachgebiet Biologie) zuordnen. Arbeiten auf dem Gebiet der Reproduktionsbiologie und Reproduktionsmedizin waren mit 6 % deutlich unterrepräsentiert und dies, obwohl gerade diese Fachdisziplinen für die Schaffung von Ex-situ-Populationen und damit für Arterhaltungsprogramme von größter Wichtigkeit sind. Zukünftige Forschungsstrategien auf dem Gebiet der Zootiermedizin sollten somit letzteren Gebieten eine größere Bedeutung beimessen.

Key words

Species conservation - zoo animals - infectious diseases - reproductive medicine

Schlüsselwörter

Arterhaltungsprogramme - Zootiere - Infektionskrankheiten - Reproduktionsmedizin

Publication History

Received: 24 February 2021

Accepted: 22 March 2021

Article published online:
23 August 2021

• References

• 1 Barongi R, Fisken FA, Parker M. eds. Committing to Conservation: The World Zoo and Aquarium Conservation Strategy. Gland, Switzerland: WAZA Executive Office; 2015
• 2 IUDZG/CBSG (IUCN/SSC). Executive Summary, The World Zoo Conservation Strategy: The Role of the Zoos and Aquaria of the World in Global Conservation. Brookfield, Illinois, USA: Chicago Zoological Society; 1993
• 3 Sipos W, Fischer L, Schindler M. et al. Genotyping of Clostridium perfringens isolated from domestic and exotic ruminants and swine. J Vet Med B Infect Dis Vet Public Health 2003; 50 (07) 360-362
• 4 Eckhart L, Uthman A, Sipos W. et al. Genome sequence comparison reveals independent inactivation of the caspase-15 gene in different evolutionary lineages of mammals. Mol Biol Evol 2006; 23: 2081-2089
• 5 Seeber PA, Quintard B, Sicks F. et al. Environmental stressors may cause equine herpesvirus reactivation in captive Grévy’s zebras (Equus grevyi). Peer J 2018; 6: e5422
• 6 Hermes R, Saragusty J, Moser I. et al. Bronchoalveolar lavage for diagnosis of tuberculosis infection in elephants. Epidemiol Infect 2018; 146 (04) 481-488
• 7 Espíndola-Hernández P, Mueller JC, Carrete M. et al. Genomic Evidence for Sensorial Adaptations to a Nocturnal Predatory Lifestyle in Owls. Genome Biol Evol 2020; 12: 1895-1908
• 8 Song SJ, Sanders JG, Delsuc F. et al. Comparative analyses of vertebrate gut microbiomes reveal convergence between birds and bats. mBio 2020; 11 (01) e02901-19
• 9 MacPhee RD, Tikhonov AN, Mol D. et al. Late Quaternary loss of genetic diversity in muskox (Ovibos). BMC Evol Biol 2005; 5: 49
• 10 Neufuss J, Hesse B, Thorpe SK. et al. Fibre type composition in the lumbar perivertebral muscles of primates: implications for the evolution of orthogrady in hominoids. J Anat 2014; 224: 113-131
• 11 Urry L, Cain M, Wasserman S. et al., eds. Campbell Biologie. 11th ed.. Hallbergmoos/Germany: Pearson Deutschland GmbH; 2019
• 12 Escalera-Zamudio M, Mendoza MLZ, Heeger F. et al. A novel endogenous betaretrovirus in the common vampire bat (Desmodus rotundus) suggests multiple independent infection and cross-species transmission events. J Virol 2015; 89 (09) 5180-5184
• 13 Heiderer M, Westenberg C, Li D. et al. Giant panda twin rearing without assistance requires more interactions and less rest of the mother – A case study at Vienna Zoo. PLoS One 2018; 13 (11) e0207433
• 14 Dehnhard M, Heistermann M, Göritz F. et al. Demonstration of 2-unsaturated C19-steroids in the urine of female Asian elephants, Elephas maximus, and their dependence on ovarian activity. Reproduction 2001; 121 (03) 475-484
• 15 Weissenböck NM, Schwammer HM, Ruf T. Estrous synchrony in a group of Afrian elephants (Loxodonta africana) under human care. Anim Reprod Sci 2009; 113 (01/04) 322-326
• 16 Weissenbacher A, Preininger D, Ghosh R. et al. Conservation breeding of the Northern river terrapin Batagur baska at the Vienna Zoo, Austria, and in Bangladesh. International Zoo Yearbook 2015; 49: 31-41
• 17 Petersen D, Laterveer M, van Bergen D. et al. The application of sexual coral recruits for the sustainable management of ex situ populations in public aquariums to promote coral reef conservation – SECORE Project. Aquat Conserv: Mar Freshw Ecosyst 2006; 16 (02) 167-179